Omega网络

Omega 网络是一种经常用于并行计算架构的网络配置。它是一种依赖于完美混洗互连算法的间接拓扑。

连接架构

8×8 Omega 网络是多级互连网络,这意味着处理元件 (PE) 使用多级交换机连接。输入和输出的地址如图所示。每个阶段的输出都使用完美的随机连接系统连接到下一阶段的输入。这意味着每个阶段的连接代表一副纸牌的移动,分成两副相等的牌,然后一起洗牌,其中一副牌中的每张牌与另一副牌中的相应牌交替出现。就PE的二进制表示而言,完美洗牌的每个阶段都可以被认为是循环逻辑左移; 地址中的每一位都向左移动一次,最高有效位移动到最低有效位。

在每个阶段,相邻的输入对连接到一个简单的交换元件,可以直接设置(将输入直接传递到输出)或交叉(将顶部输入发送到底部输出,反之亦然)。对于 N 个处理单元,一个 Omega 网络在每个阶段包含 N/2 个开关,以及 log2N 个阶段。这些开关的设置方式决定了在任何给定时间网络中可用的连接路径。 两种这样的方法是目的地标签路由和 XOR 标签路由,下面将详细讨论。

Omega 网络是高度阻塞的,尽管在自由网络中始终可以从任何输入到任何输出形成一条路径。

目标标签路由

在目标标记路由中,开关设置仅由消息目标决定。目的地址的最高位用于选择xxx级开关的输出; 如果最高位为 0,则选择高位输出,如果为 1,则选择低位输出。目标地址的下一个最高有效位用于选择下一级开关的输出,依此类推,直到选择了最终输出。

例如,如果消息的目的地是 PE 001,则开关设置为:上、上、下。如果消息的目的地是 PE 101,则开关设置为:较低、较高、较低。无论 PE 发送消息如何,这些开关设置都会保持不变。

异或标记路由

在 XOR-tag 路由中,交换机设置基于(源 PE)XOR(目标 PE)。 这个 XOR 标签在必须交换的位位置包含 1,在源和目标共有的位位置包含 0。XOR-tag 的最高位用于选择xxx阶段开关的设置; 如果最高位为 0,则开关设置为直通,如果为 1,则开关被越过。标签的下一个最高有效位用于设置下一阶段的开关,依此类推,直到选择了最终输出。

Omega网络

例如,如果 PE 001 希望向 PE 010 发送消息,则 XOR 标签将为 011,并且相应的开关设置为:A2 直,B3 交叉,C2 交叉。

应用

在多处理中,omega 网络可用作 CPU 与其共享内存之间的连接器,以降低 CPU 到内存连接成为瓶颈的可能性。

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